modificeret træ - miljøstyrelsen · bent larsen & anne marie hansen, bollerup jensen a/s...

Modificeret træ Et miljøvenligt

alternativ

Miljøprojekt nr. 1903 Oktober 2016

2 Miljøstyrelsen / Modificeret træ – Et miljøvenligt alternativ

Udgiver: Miljøstyrelsen

Redaktion:

Bent Larsen & Anne Marie Hansen, Bollerup

Jensen A/S

ISBN: 978-87-93529-15-1

Miljøstyrelsen offentliggør rapporter og indlæg vedrørende forsknings- og udviklingsprojekter inden for miljøsektoren,

som er finansieret af Miljøstyrelsen. Det skal bemærkes, at en sådan offentliggørelse ikke nødvendigvis betyder, at det

pågældende indlæg giver udtryk for Miljøstyrelsens synspunkter. Offentliggørelsen betyder imidlertid, at Miljøstyrelsen

finder, at indholdet udgør et væsentligt indlæg i debatten omkring den danske miljøpolitik.

Må citeres med kildeangivelse.

Miljøstyrelsen / Modificeret træ – Et miljøvenligt alternativ 3

Indhold

1. Ny innovativ løsning til substitution af traditionel trykimprægneret træ 4

1.1 Traditionel trykimprægneret træ 4

2. Projektets formål 5

3. Gennemførelse af projektet 6

3.1 Opnåede resultater 6

3.1.1 Skimmel og blåsplint 9

3.1.2 Fugtoptag 9

3.1.3 Udvaskning af silicium 9

3.1.4 Optimering af det modificerede vandglas 10

3.1.5 Styrken i modificeret træ 10

3.1.6 Trænedbrydning 11

3.1.7 Brandhæmning 11

4. Fremtidsperspektiv 13

5. Miljømæssige effekter 14


1. Ny innovativ løsning til substitution af traditionel trykimprægneret træ

Preservation Technologies udvikler på et miljørigtigt alternativ til traditionel trykim-

prægnering. Imprægnering til træ er en kemisk blanding, der forøger træets levetid

væsentligt. Den nuværende kendte trykimprægneringsvæske indeholder mærknings-

pligtige kemikalier, der er problematiske for miljø og sundhed.

Projektet udvikler på en ny metode til at forlænge fyrretræs levetid, der er baseret på

modificeret vandglas/silikat, der er udvundet af sand. Lykkedes det at udvikle et miljø-

venligt alternativ til trykimprægneret træ, kan man undgå mærkningspligtige kemikali-

er og dermed reducere miljøbelastninger, der er til gavn for både producenter og slut-

brugere.

Den miljøvenlige træimprægnering giver udover de miljømæssige fordele også mulig-

hed for nye anvendelsesmuligheder samtidig med at brandhæmningen i træet forbed-

res.

Projektet løser de sundhedsmæssige og miljømæssige udfordringer, der er ved tryk-

imprægneret træ og bidrager samtidig til at skabe et økologisk, miljøvenligt og bære-

dygtigt materiale til byggeriet.

Preservation Technologies I/S er ejet af Bollerup Jensen A/S, der producerer flydende

silikat (vandglas) samt Frøslev Træ A/S, der er Danmarks største producent af traditi-

onel trykimprægneret træ og regnes for at være blandt landets største grossister in-

denfor træbranchen.

1.1 Traditionel trykimprægneret træ Man finder trykimprægneret træ overalt - i hegn og plankeværker, omkring børns

sandkasser og som udvendig beklædning på huse, carporte og skure. Imprægnering

gør træ mere modstandsdygtigt overfor råd, svamp og insektangreb, men de kemika-

lier, der anvendes belaster både miljø og sundhed, da imprægneringskemikalierne

kan afdampe eller sive ned i jorden med regnvandet.

Der bliver brugt mindre miljøbelastende kemi til at fremstille imprægneret træ end

tidligere, men de kemiske stoffer, som bruges, er stadig problematiske for miljøet og

sundheden. Stofferne der er godkendt til trykimprægnering af træ i Dannmark, er ba-

seret på borsyre eller forbindelser med tungmetallet kobber, mens imprægneret træ,

der er importeret generelt indeholder stoffer der er mere miljøbelastende, fx chrom og

kreosot1.

1 http://www.forbrugerkemi.dk/kemi-i-din-hverdag/hjemmet/gor-det-selv/traearbejde/impraegnering-af-trae/fakta-om-impraegnering-af-

trae

Kilde: http://www.robinie.dk/trykimpraegneret.php

http://www.forbrugerkemi.dk/kemi-i-din-hverdag/hjemmet/gor-det-selv/traearbejde/impraegnering-af-trae/fakta-om-impraegnering-af-trae

http://www.forbrugerkemi.dk/kemi-i-din-hverdag/hjemmet/gor-det-selv/traearbejde/impraegnering-af-trae/fakta-om-impraegnering-af-trae

http://www.robinie.dk/trykimpraegneret.php


2. Projektets formål

Formålet med projektet er, at udvikle en miljøvenlig modificeringsmetode af træ, som

substitution til traditionel trykimprægneret træ. Metoden vil forøge træets levetid uden

brug af miljø- og sundhedsskadelige stoffer og modificeringsmetoden vil foregå i

eksisterende trykimprægneringsanlæg, således nuværende producenter af trykim-

prægneret træ ikke skal ud at investere i nye anlæg, men blot skifte imprægnerings-

væsken ud. Den nye imprægneringsvæske, der udvikles på i projektet, bliver frem-

stillet på baggrund af vandglas/flydende silikat. Silikat er udvundet af sand og der er

derfor ingen miljøbetænkelige stoffer i imprægneringsvæsken.

Fra projektets start har formålet været, at det modificerede træ (træ imprægneret

med modificeret vandglas) skal have samme egenskaber som trykimprægneret træ,

men uden brug af mærkningspligtige kemikalier og/eller biocider. Derudover var for-

ventningen, at produktet kunne drage fordel af de to produkters gode egenskaber,

således at det bl.a. var forventet at træet ville blive stærkere og mere hårdfør for

vejrlig kombineret med at træet ikke kan brænde, hvis det er tilstrækkelig modificeret

med vandglas. Det var endvidere forventet, at imprægneringen med modificeret

vandglas vil have en gavnlig virkning overfor angreb af gnavende insekter, såsom

termitter og pæleorm. Som følge af at træet behandles med modificeret vandglas

forventes udviklingen af bakterier og svampe ligeledes at blive hæmmet.


3. Gennemførelse af projektet

Projektet er gennemført i perioden 15.5.2014 til 31.12.2015 i Preservation Technolo-

gies I/S, der er et fællesejet selskab mellem Frøslev Træ A/S og Bollerup Jensen A/S.

Udover internt arbejde hos Preservation Technologies, hvor vi har udviklet på im-

prægneringsvæsken og udført trykimprægneringsforsøg mv., har vi også benyttet

eksterne samarbejdspartnere som fx Teknologisk Institut og August-Georg Univer-

sität, Gøttingen til at udføre definerede udviklingsopgaver og diverse tests.

3.1 Opnåede resultater I projektets begyndelse opnåede vi kun en tynd skalimprægnering-

/overfladebehandling af træet, da den vandglastype (version 1) vi benyttede, kun trak

1-2 mm ind i træets yderste lag. Det har været vigtigt for os, at modificeringen af træet

skete helt ind til kernen af træet, således alt splinttræ var behandlet. Årsagen til at vi

anså det gennembehandlede/-imprægnerede træ som vigtigt er, at der med tiden kan

opstå revner eller lignende i træ, således fugt osv. kan komme ind og gøre skade på

det ubehandlede træ og en overfladebehandling af træet derfor ikke er til strækkeligt.

Vores 1. hypotese var således at vandglassets karakter/konsistens alene gjorde, at

vandglasset ikke kunne trænge længere ind i træets porestruktur, og vi derfor skulle

modificere produktet. Vi arbejdede i en lang periode på at modificere vandglasset,

således denne udfordring kunne løses. Det viste sig ret hurtigt, at målinger af vand-

glas er udfordrende og vi derfor ikke opnåede reproducerbare resultater. Typisk an-

vendes teknikken laserdiffraktion til partikelmåling, men da partiklerne reelt er glas, er

de gennemsigtige og har næsten ingen diffraktion, når de bliver ramt af en laserstråle.

Udfordringerne betød, at vi indledte et samarbejde med en tysk samarbejdspartner

omkring behandlingen/modificeringen af vandglas.

Vi forsøgte med adskillige modificeringsforsøg vha. forskellige teknologier, men im-

prægneringsforsøgene viste kun små forbedringer og ikke tilstrækkeligt til at væsken

(version 2) kunne trænge hele vejen ind til kernetræet.

Vi forsøgte herefter med en ny modificeringsmetode, som gav en væsentlig ændring i

vandglasset, og væsken (version 3) viste sig efterfølgende at trænge længere ind i

træet, men stadig ikke nok til en fuldimprægnering.


Billede 1: Testimprægneringer med standard vandglas og modificeret vandglas.

På billede 1 ovenfor er prøverne til højre (H3 og K1) imprægneret med den modifice-

rede vandglas (version 3), mens de to prøver til venstre (B3 og F1) er imprægneret

med en normal standard vandglas. De to prøver til venstre viser en tynd skalim-

prægnering, mens væsken er kommet længere ind i træet på de to prøver til højre.

Ved sidstnævnte opnåede vi en vægtforøgelse på ca. 200 kg/m3.

Ud fra de erfaringer vi havde gjort os opstillede vi en ny hypotese, hvor vi i højere

grad fokuserede på råglasset, som vandglasset fremstilles ud fra. Denne metode gav

os store udfordringer i fremstillingsprocessen og det viste sig senere, at det fremstil-

lede vandglas (version 4) ved denne fremgangsmåde ikke havde nogen positiv effekt

på trykimprægneringen og vi stod igen tilbage med en skalimprægnering. Hypotesen

blev således forkastet.

Vi opstillede herefter på ny en hypotese på baggrund af de erfaringer, vi tidligere

havde gjort os samt nye muligheder vi var blevet opmærksomme på. Det var med

denne fremgangsmåde at vi opnåede det første store gennembrud i projektet, som

var gennemimprægnering af fyrretræ med modificeret vandglas (version 5). Vi opnå-

ede en vægtforøgelse på 700 kg/m3.

Efter gennembruddet opsatte vi på baggrund af de første forsøg en større forsøgs-

række med varierende koncentrationer, blandinger af imprægneringsvæsken blev

fremstillet og træemner efterfølgende imprægneret for at undersøge mulighederne

yderligere. Resultatet af forsøgsrækken gav os et klart billede af, hvilken type af de

opstillede imprægneringsvæsker vi skulle gå videre med, og hvilke der ikke var mu-

ligheder i.

En del af prøverne fra forsøgsrækken, som var fuldimprægnerede, står i dag til

udendørs eksponering hos Frøslev Træ A/S (billede 2).


Billede 2: Udendørs eksponeringsforsøg hos Frøslev Træ

Der er lavet yderligere forsøg med imprægneringsvæsken (version 5), som også er

opsat som udendørs eksponeringsforsøg hos Teknologisk Institut (billede 3)

Billede 3: Udendørs eksponeringsforsøg ved Teknologisk Institut

De imprægnerede træemner er blevet testet på forskellig vis ved bl.a. Teknologisk

Institut samt E-koks. Nedenfor er der en gennemgang af de resultater vi opnåede i

projektperioden. I forbindelse med at vi fik udført forskellige tests hos eksterne sam-

arbejdspartnere, arbejdede vi internt fortsat med den modificerede vandglas. Sidst i

fundingperioden kom vi frem til en optimeret modificeret vandglas (version 6), som er

den vi fortsat arbejder med, men som ikke er den væske vi har udført alle forsøgene

på i fundingperioden.


3.1.1 Skimmel og blåsplint

De modificerede træemner modificeret med imprægneringsvæske 5 er blevet testet

for resistens mod skimmel og blåsplint. Resultaterne viste, at det modificerede træ

ikke hæmmer mod blåsplint og skimmel. Det er ikke et krav, at produktet er hæm-

mende over for disse for at opnå en NTR-godkendelse fra Nordisk Træråd. Traditio-

nel trykimprægneret træ som vi kender det i dag, har heller ikke hæmning mod

skimmel og blåsplint.

Vi afventer resultaterne på skimmel og blåsplint på den nyeste version af det modifi-

cerede vandglas (version 6).

Billede 4: Forsøgsemner testet for skimmel og blåsplint

3.1.2 Fugtoptag

Vandoptaget på prøver imprægneret med forskellige typer af den modificerede

vandglas er blevet målt, idet et forslag til en ny NTR standard for modificeret træ ikke

må have et fugtoptag på mere end 80 % i forhold til ubehandlet træ. Vandoptaget

blev målt med DVS (Dynamic vapour sorption), hvor en prøves vægtoptag måles

som funktion af rummets luftfugtighed. Blandt de testede emner var der både emner

med meget højt fugtoptag og emner med under 80 % fugtoptag. Resultaterne har

været med til at bestemme, hvilke af de modificerede vandglasvæsker, som vi har

valgt at gå videre med.

3.1.3 Udvaskning af silicium

For at sikre, at det modificerede vandglas bliver inde i træet, har vi i projektforløbet

arbejdet på at fiksere imprægneringsvæsken i træet. Vi har i samarbejde med Tekno-

logisk Institut testet forskellige hærdningsmetoder. Vi benyttede bl.a. varme og base

som hærdningsmetode, men lod også nogle prøver være ubehandlede, for at se

forskellen på emner med og uden fiksering. De modificerede træprøver lavede vi

herefter udvaskningstest på, ved at træet blev opbevaret i vand i 2 uger med vand-

skifte hver 3. dag for på denne måde at kunne måle udvaskningen af silicium i van-

det. Træet modificeret med vandglas version 5 udviste en aftagende silicium læka-

ge, som sammenlagt tangerede 2 % af det tilførte silicium, hvilket er tilfredsstillende.

Den nyeste version af den modificerede imprægneringsvæske (version6) har siden

hen vist, at der ingen spor er af silicium i udvaskningsvandet.


3.1.4 Optimering af det modificerede vandglas

Der er løbende sket optimering af imprægneringsvæsken samt blevet ændret på pro-

duktionsprocessen af imprægneringsvæsken, således produktet nu giver en fuldim-

prægnering af træet. I forbindelse med optimeringen af imprægneringsvæsken har vi

udover optagelse også fokuseret på, at det skal være muligt at opskalere processen

fra laboratorieskala til fuldskala i en kommende produktion.

Det har fra starten af projektet været hensigten at virksomheder, der i dag benytter

traditionel kobberbaseret trykimprægnering, kan substituere over til vores miljøvenlige

imprægneringsvæske ved blot at skifte imprægneringsvæske, uden at skulle investere

i nyt produktionsanlæg mv. Dette ser ud til at være lykkedes, dog har vi brug for yder-

ligere dokumentation fra produktionstest mv.

Billede 5: Traditionel trykimprægneringsanlæg

3.1.5 Styrken i modificeret træ

Ved at behandle træet med modificeret vandglas har vi opnået en væsentlig forbedret

styrke i træet. Bøjningsstyrken viste sig at være øget med op til 50 %, og det samme

var tilfældet for trækstyrken i forhold til ubehandlet træ.

Figur 1: Illustration af bøjningsstyrke

Derudover blev hårdheden i træet målt, og en måling af Brinell hårdhed viste op til

140 % forøget hårdhed.

Den forøgede hårdhed svarer til at fyrretræ opnår samme hårdhed som bøgetræ.


Figur 2: Illustration af hårdhedsmåling

Den forøgede hårdhed samt styrke i træet kan give træet nye muligheder både i for-

hold til anvendelse, men den øgede styrke i træet kan også give muligheder for re-

duktion af dimensioner og besparelser i materialer, således der bliver tale om et res-

sourceeffektivt materiale i forhold til fx traditionel trykimprægneret træ. Dette skal

undersøges nærmere inden vi kan drage en endelig konklusion, men sikkert er det,

at styrken i træet er øget signifikant.

3.1.6 Trænedbrydning

Den vigtigste parameter i forhold til modificeret træs holdbarhed er hæmning af træ-

nedbrydende svampe. Der er udført accelererede trænedbrydningstest hos Teknolo-

gisk Institut, hvor specielt en prototype af imprægneringsvæsken (version 6) giver

rigtig gode resultater. Vi har ud fra de accelererede test igangsat den fulde træned-

brydningstest, som vi forventer svar på i marts 2017. Resultaterne skal bruges til at

opnå en NTR godkendelse af produktet.

3.1.7 Brandhæmning

Der er i projektperioden lavet indledende test på produktets brandhæmmende effekt.

Der er udført Cone Calometric Test, hvor en 10 x 10 cm prøve brændes af ved kon-

stant energitilførsel, mens forskellige parametre som antændelsestemperatur, tid,

røgudvikling mv. måles. Resultaterne af cone-testen viste, at prøverne af modificeret

træ udviste markant brandhæmning i forhold til ubehandlet træ, og at der er en klar

sammenhæng mellem øget brandhæmning desto højere koncentration af SiO2, der

er i træet. Det er endnu ikke afklaret, hvilken brandklasse det modificerede træ bliver

tildelt.


Figur 3: Illustration af conetest


4. Fremtidsperspektiv

Vi ser fortsat store perspektiver i projektet og fortsætter udviklingsarbejdet. Der forlø-

ber nye test hos eksterne samarbejdspartnere, der skal sikre at produktet kan NTR-

godkendes både ved jordkontakt og over jord. Det tager 3-5 år inden man opnår en

fuld NTR-godkendelse, men vi forventer at opnå en foreløbig NTR godkendelse på

baggrund af laboratorietests og i gangværende forsøg, og det vil derfor være muligt

at kommercialisere produktet inden vi har NTR-godkendelserne på produktet.

Inden kommercialisering vil produktet blive testet i forhold til mulighederne ved marin

brug, hvor specielt pæleorme/pælekrebs er et stort problem i nogle områder. Produk-

tets egenskaber i forhold til termitter, skal ligeledes testes. Om der bliver tale om en

eller flere produkter, der skal kommercialiseres, er endnu ikke afklaret, men dette

arbejde vil foregå så snart vi kender resultaterne af de opstillede tests.

Vi forventer således, at Preservation Technologies i løbet af 2017 er klar med et

miljøvenligt alternativ til traditionel træimprægnering.


5. Miljømæssige effekter

En substitution fra trykimprægneret træ til modificeret træ vil føre til en væsentlig re-

duktion af biocider/kemikalier indenfor imprægneringsområdet på globalt plan. Effek-

ten af dette vil være en reduktion i miljøbelastningen af jord og vandressourcer.

En stigende miljøbevidsthed samt et reelt alternativ til det trykimprægnerede træ vil på

længere sigt kunne betyde, at kravene til produkterne skærpes yderligere og på sigt

måske helt forbydes i den nuværende form, hvilket yderligere vil reducere de miljøbe-

lastende stoffers forekomst. De miljømæssige perspektiver for projektet er således

særdeles positive.

Det modificerede træ, i modsætning til imprægneret træ, kan uden problemer bort-

skaffes som almindeligt husholdningsaffald eller træet kan genbruges i forskellige

processer.

Miljøstyrelsen

Strandgade 29

1401 København K

www.mst.dk

Modificeret træ – Et miljøvenligt alternativ

Formålet med projektet har været at udvikle en miljøvenlig modificeringsme-

tode af træ, som substitution til traditionel trykimprægneret træ. Metoden vil

forøge træets levetid uden brug af miljø- og sundhedsskadelige stoffer og

modificeringsmetoden vil foregå i eksisterende trykimprægneringsanlæg,

således nuværende producenter af trykimprægneret træ ikke skal ud at in-

vestere i nye anlæg, men blot skifte imprægnerings-væsken ud. Den nye

imprægneringsvæske, der er udviklet i projektet, bliver frem-stillet på bag-

grund af vandglas/flydende silikat. Silikat er udvundet af sand og der er der-

for ingen miljøbetænkelige stoffer i imprægneringsvæsken. Fra projektets

start har formålet været, at det modificerede træ (træ imprægneret med mo-

dificeret vandglas) skal have samme egenskaber som trykimprægneret træ,

men uden brug af mærkningspligtige kemikalier og/eller biocider. Inden

kommercialisering vil produktet blive testet i forhold til mulighederne ved

marin brug, hvor specielt pæleorme/pælekrebs er et stort problem i nogle

områder. På baggrund af projektets resultater forventes det, at Preservation

Technologies i løbet af 2017 er klar med et miljøvenligt alternativ til traditio-

nel træimprægnering. En substitution fra trykimprægneret træ til modificeret

træ vil føre til en væsentlig reduktion af biocider/kemikalier indenfor impræg-

neringsområdet på globalt plan. De miljømæssige perspektiver for projektet

er således særdeles positive.

modificeret træ - miljøstyrelsen · bent larsen & anne marie hansen, bollerup jensen a/s...

Documents